Zastosowanie przetworników ultradźwiękowych w automatyce przemysłowej

Zastosowanie czujników ultradźwiękowych w automatyce przemysłowej

Postęp technologiczny sprawia, że ​​dzisiejsze czujniki ultradźwiękowe są bardzo trwałe i charakteryzują się doskonałymi możliwościami wykrywania. Te nowe technologie sprawiają ultradźwiękowy przetwornik poziomu prostszy, bardziej elastyczny i tańszy. Te nowo ulepszone funkcje otwierają nowy obszar zastosowań wykraczający poza tradycyjne zastosowania czujników ultradźwiękowych. Czujniki ultradźwiękowe oferują dziś projektantom maszyn nowe, kreatywne rozwiązania spotykane w dziedzinach przemysłu. Kilka lat temu w dziedzinie technologii czujników czujniki ultradźwiękowe zawsze były wyborem zapasowym. Projektanci wybierają technologię ultradźwiękową tylko wtedy, gdy inne technologie wykrywania nie działają. Generalnie ma to miejsce przy detekcji obiektów przezroczystych, przy detekcji dalekiego zasięgu lub lokalnie. Technikę tę stosuje się tylko wtedy, gdy zmienia się kolor obiektu. the

Dzięki zastosowaniu nowej technologii dzisiejsze czujniki ultradźwiękowe wytrzymują testy w trudnych warunkach:

  Czujniki ultradźwiękowe o stopniu ochrony IP67 i IP69K można stosować w wilgotnych środowiskach, np. w pralkach do butelek.

 Wbudowany obwód kompensacji temperatury, w normalnych lub zmieniających się warunkach pracy, gdy nastąpi wyraźna zmiana temperatury, obwód kompensacji temperatury zostanie użyty do korekcji.

Powierzchnia modelu teflonowego ultradźwiękowy przetwornik piezoelektryczny ma specjalną powłokę, która jest odporna na erozję szkodliwych substancji chemicznych.

Zaawansowany obwód filtra może chronić czujnik ultradźwiękowy przed zakłóceniami pola.

Nowa głowica czujnika ma większą zdolność samoobrony, jest odporna na uszkodzenia materialne i dostosowuje się do brudnego środowiska.

 

Łatwość użycia:

Godną uwagi cechą nowej generacji czujników ultradźwiękowych jest łatwość obsługi, która obejmuje ustawienia przycisków, programowanie przełączników DIP i wybór wielu programów.

Przycisk włącznika jest osadzony w urządzeniu czujnikowym, co znacznie ułatwia regulację odległości zamontowanego czujnika. Bardzo prostą sprawą jest ustawienie celu przed czujnikiem i wciśnięcie przycisku. Ten czujnik może automatycznie wykryć rozmiar okna i odległość. Łatwa instalacja oznacza, że ​​ten sam czujnik może być używany w wielu różnych zastosowaniach.

Sposób zaprogramowania przełączników oznacza, że ​​jest to proste Piezoelektryczny czujnik ultradźwiękowy można dostosować do konkretnego zastosowania. Te spersonalizowane funkcje obejmują czas reakcji, typ wyjścia, opcje cyfrowe i analogowe oraz specjalne ustawienia kontroli poziomu/poziomu. 

Czujniki ultradźwiękowe zazwyczaj zawierają wiele typów wyjść w jednym czujniku. Modele z dwoma wyjściami przełączającymi mogą wykorzystywać jeden czujnik do jednoczesnej detekcji dwóch obiektów znajdujących się w różnych odległościach, natomiast czujniki z wyjściem przełączającym i jednocześnie wyjściem analogowym. Może służyć do pomiaru i posiada wyjście alarmowe.

Te cechy sprawiają, że czujniki ultradźwiękowe są bardziej elastyczne i selektywne niż inne czujniki technologiczne.

  Podstawowe zasady stosowania czujników ultradźwiękowych

Moduł czujników ultradźwiękowych wykorzystuje wibracje wibrującej pod ciśnieniem ceramiki na głowicy czujnika do generowania fal dźwiękowych o wysokiej częstotliwości, które są niesłyszalne dla ludzkiego ucha w celu wykrycia. Jeśli fale dźwiękowe uderzą w obiekt, czujnik może odebrać falę powrotną. Czujnik może określić odległość obiektu na podstawie długości fali fali dźwiękowej oraz różnicy czasu pomiędzy wyemitowaną falą dźwiękową a odebraną powrotną falą dźwiękową. Zazwyczaj czujnik może mieć dwa ustawienia bliskiej odległości i dużej odległości poprzez ustawienie przycisku, niezależnie od obiektu. W tego rodzaju granicy czujnik może wykryć. Na przykład: czujnik ultradźwiękowy można zainstalować na basenie wypełnionym cieczą lub na pudełku wypełnionym małymi kulkami i wysyłać fale dźwiękowe do pojemnika i określać, czy pojemnik jest pełny, pusty, czy częściowo pełny.

Czujniki ultradźwiękowe wykorzystują również niezależne modele nadajnika i odbiornika. Podczas wykrywania wolno poruszających się obiektów lub gdy wymagana jest szybka reakcja lub stosowana w wilgotnym środowisku, ten rodzaj czujnika przeciwostrzeleniowego lub oddzielnego czujnika ultradźwiękowego jest bardzo przydatny. Być stosowanym. Czujniki ultradźwiękowe stosuje się do wykrywania obiektów przezroczystych, cieczy, gładkich, szorstkich i błyszczących, półprzezroczystych powierzchni materiałów oraz obiektów nieregularnych. Sytuacje, w których czujnik ultradźwiękowy nie jest odpowiedni, to: na zewnątrz, w bardzo gorącym środowisku, w pojemniku pod ciśnieniem, a także nie może wykryć obiektów za pomocą piany.

 

Kluczowe punkty przy wyborze czujnika ultradźwiękowego:

Zasięg i rozmiar: Rozmiar wykrytego obiektu będzie miał wpływ na maksymalny efektywny zasięg czujnika ultradźwiękowego. Czujnik musi wykryć określony poziom fal dźwiękowych, aby zostały wzbudzone i wygenerowane sygnały wyjściowe. Większy obiekt może odbić większość fal dźwiękowych do czujnika, więc czujnik Obiekt może zostać wykryty w jego maksymalnym zasięgu, a mały obiekt może odbić tylko niewielką ilość fal dźwiękowych, co oczywiście zmniejsza zasięg wykrywania.

Obiekt do pomiaru: Obiekt, który można wykryć za pomocą ultradźwiękowy czujnik zasięgu powinien być dużym, płaskim obiektem o dużej gęstości, umieszczonym pionowo w stronę powierzchni czujnikowej czujnika. Najtrudniej wykryć te, które mają bardzo małą powierzchnię, są wykonane z materiałów dźwiękochłonnych, takich jak pianka, lub mają narożniki skierowane w stronę czujnika. Niektóre obiekty trudne do wykrycia można najpierw nauczyć powierzchni tła obiektu, a następnie zareagować na obiekt umieszczony pomiędzy czujnikiem a tłem.

W przypadku pomiaru cieczy powierzchnia cieczy musi być skierowana pionowo w stronę czujnika ultradźwiękowego. Jeżeli powierzchnia cieczy jest bardzo nierówna, należy wydłużyć czas reakcji czujnika. Uśredni te zmiany i może porównać ustalony odczyt. Wybierać.

Użycie czujnika ultradźwiękowego w trybie Retrosonic umożliwia wykrywanie nieregularnych obiektów. W trybie retrodźwiękowym czujnik ultradźwiękowy może najpierw wykryć płaskie tło, takie jak ściana. Kiedy jakikolwiek obiekt przejdzie pomiędzy czujnikiem a ścianą, zablokuje fale dźwiękowe, czujnik wykryje przerwanie i rozpoznaje obecność obiektu.

Wibracje: Niezależnie od tego, czy są to wibracje samego czujnika, czy otaczających go maszyn, będą one miały wpływ na dokładność pomiaru odległości. W tym momencie można rozważyć pewne środki amortyzujące, na przykład: użycie gumowego sprzętu antysejsmicznego w celu wykonania podstawy dla czujnika, co może zmniejszyć wibracje. Może wyeliminować lub zminimalizować wibracje.

Tłumienie: Gdy temperatura otoczenia zmienia się powoli, czujnik ultradźwiękowy z kompensacją temperatury może dokonać regulacji, ale jeśli temperatura zmienia się zbyt szybko, czujnik nie będzie w stanie dokonać regulacji.

Błędna ocena: Fale dźwiękowe mogą odbijać się od niektórych pobliskich obiektów, takich jak szyny prowadzące lub stałe mocowania. Aby zapewnić niezawodność detekcji, należy zmniejszyć lub wyeliminować wpływ otaczających obiektów na odbicie fali dźwiękowej. Aby uniknąć fałszywego wykrywania otaczających obiektów, wiele czujników ultradźwiękowych posiada wskaźnik LED, który pomaga operatorowi podczas instalacji i zapewnia prawidłową instalację czujnika, co zmniejsza ryzyko błędu.

Typowe przykłady zastosowań czujników ultradźwiękowych

Kiedyś uważano, że czujniki ultradźwiękowe są zbyt trudne lub zbyt drogie w obsłudze, ale wraz ze zmniejszeniem kosztów i łatwością obsługi coraz więcej projektantów mechanicznych włącza czujniki ultradźwiękowe do projektów maszyn. Przemysłowe zastosowania czujników ultradźwiękowych obejmują wykrywanie stanu napełnienia, wykrywanie obiektów i substancji odblaskowych, kontrolowanie rozszerzania się lin pierścieniowych i pomiar odległości. Oto kilka przykładów zastosowań:

 

W rozlewni, sprawdzanie butelek

W warsztacie uzdatniania wody lub w warsztacie produkcyjnym sprawdź poziom cieczy i kontroluj napełnianie pojemnika

W przypadku kontroli poziomu cieczy czujnik ultradźwiękowy zintegrowany z logiką funkcji pompowania i wypompowywania może kontrolować poziom cieczy

Sprawdź, czy wieczko puszki jest krzywe lub czy w warsztacie pakującym nie ma pokrywki

Przemysłowe zastosowanie czujników ultradźwiękowych dynamicznie się rozwija. Ta niegdyś bardzo droga i mało precyzyjna technologia stała się łatwa w użyciu, wysoce precyzyjna i tania. Czujniki ultradźwiękowe stały się rutynowym urządzeniem w kontroli procesów, służącym do poprawy jakości produktu, wykrywania wadliwych produktów, potwierdzania obecności lub nieobecności i innych dziedzin. Czujnik poprawia również produktywność, zmniejszając ilość odpadów i unikając przestojów spowodowanych uszkodzonymi częściami. W przyszłości rozwój tego typu produktów w tej dziedzinie techniki będzie kontynuacją tego trendu. Jest to wyzwanie, ale w branży panował konsensus co do tego, że czujniki ultradźwiękowe znajdują zastosowanie we wszystkich obszarach produkcji, w tym w kontroli jakości i procesie. Zarówno kontrola, jak i wykrywanie mają ogromny potencjał rozwoju.